Räder von schnellfahrenden Zügen werden zuweilen unrund. Als Ursache kommen u.a. auch Materialinhomogenitäten in Betracht. Es wird für möglich gehalten, daß die damit verbundenen lokal begrenzten Bereiche mit veränderten elastischen Materialeigenschaften, Härten und Zähigkeiten größeren Abrieb erfahren als andere Bereiche entlang des Radumfangs, und somit Unrundheit verursachen. Die elastischen Eigenschaften eines Materials werden in erster Näherung durch die elastischen Materialkennwerte Elastizitäts- und Schubmodul und/oder POISSON-Zahl charakterisiert. Diese elastischen Eigenschaften verändern sich als Folge von mechanischen Spannungszuständen, die im Material wirken (Eigenspannungen) und auch als Folge einer nicht statistisch verteilten Orientierung der Körner (Textur). Zur Feststellung der elastischen Eigenschaften eignen sich Untersuchungen mit Ultraschallwellen. Ihre Ausbreitungsgeschwindigkeiten im Material werden von den elastischen Materialkennwerten sowie von Eigenspannungen und Texturen beeinflußt. Um die elastischen Eigenschaften von Eisenbahnrädern zu charakterisieren und um mögliche Änderungen dieser Eigenschaften nach abgestuften Laufleistungen festzustellen, wurde an 32 ausgewählten Rädern die Laufzeit einer Ultraschallwelle, die sich in der laufflächennahen Zone ausbreitete, gemessen und dokumentiert. Ursprünglich war vorgesehen, die Laufzeiten mit dem Ziel der Eigenspannungsbestimmung auszuwerten. Es erscheint aber aussichtsreicher, zunächst die Laufzeit und deren Änderung über den Radumfang darzustellen und die Veränderungen nach unterschiedlichen Laufleistungen der Räder festzustellen. Damit werden zunächt alle Einflüsse auf die Laufzeit festgehalten. Eine spätere Auswertung der Daten mit dem Ziel der Spannungsanalyse bleibt unverändert möglich. An einigen Radern wurden signifikante ortsabhängige Änderungen der Ultraschall-Laufzeit festgestellt. Zur weiterführenden Auswertung sollten die Ergebnisse der geometrischen Vermessung und der Härtemessung herangezogen werden. In einer ersten Ergänzung werden die Ergebnisse von Messungen (Laufzeiten einer streifend eingeschalteten Longitudinalwelle), die nach ca. 60000 km durchgeführt wurden, aufgezeigt und bewertet.
Zerstörungsfreie Charakterisierung der elastischen Materialeigenschaften in der Fahrfläche von Eisenbahnrädern
1996
51 Seiten, Bilder, Tabellen, 4 Quellen
Report
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